DE102010019303A1

DE102010019303A1 - Strömungsrate-Messvorrichtung

Info

Publication number: DE102010019303A1
Application number: DE102010019303A
Authority: DE
Inventors: Yuji Ariyoshi; Masahiro Kawai; Koji Tanimoto; Hiroyuki Uramachi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2030-05-05
Also published as: US20110088464A1; DE102010019303B4; US8037751B2; JP4827961B2; JP2011085542A

Abstract

Die Strömungsrate-Messvorrichtung weist auf: Einen Verbinderabschnitt, einen Hauptkörperabschnitt, einen Nebendurchgang, ein Strömungsrate-Sensorelement mit einem Strömungsrate-Erfassungsabschnitt, einen Steuerkreis, ein Paar Metallanschlüsse mit Endabschnitten, die mit einem Verbinder verbunden sind, eingebettete Abschnitte, die mit einem den Hauptkörperabschnitt bildenden Harzabschnitt integral ausgeformt sind, und freigelegte Abschnitte, die im Hauptdurchgang freigelegt sind, und die miteinander kaskadenartig verbunden sind, und ein Fluidtemperatur-Sensorelement mit einem Temperatursensorabschnitt. Das Fluidtemperatur-Sensorelement ist an einer von der Außenwandfläche einer Seitenfläche des Nebendurchgangs getrennten Position angeordnet, und der Temperatur-Sensorabschnitt ist an der Mitte zwischen dem Paar der Metallanschlüsse angeordnet, die um die gleiche Länge im Hauptdurchgang freigelegt sind, oder zwischen Verlängerungslinien hiervon.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsrate-Messvorrichtung, die zum Beispiel zum Messen einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors geeignet ist.
2. Stand der Technik
Als eine konventionelle Strömungsrate-Messvorrichtung ist eine bekannt, die durch ein im Rohr ausgeformtes Vorrichtungseinführungsloch in ein Rohr eingeführt wird, um die Strömungsrate eines in einem Hauptdurchgang strömenden Fluids zu messen (siehe zum Beispiel die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-8619 ). Ein Verbinder ist an dem proximalen Ende der Strömungsrate-Messvorrichtung ausgebildet, damit er zum Äußeren des Rohres hervorsteht, und ein Messdurchgang ist am distalen Ende desselben derart ausgebildet, dass ein Strömungsrate-Sensorelement innerhalb des Messdurchgangs angeordnet ist. Weiter ist eine Leiterplatte mit einem eingebauten Steuerkreis zwischen dem Verbinder und dem Messdurchgang angeordnet.
Der Messdurchgang und die Leiterplatte werden in das Rohr eingeführt, und ein Teil des im Hauptdurchgang strömenden Fluids betritt den Messdurchgang durch einen Strömungseinlass, strömt an eine Fläche des Strömungsrate-Sensorelements, strömt durch den Strömungsauslass heraus und fügt sich zu dem durch den Hauptdurchgang strömenden Fluid. Das Strömungsrate-Sensorelement ist mit einem Erwärmer versehen, der vom Schaltkreis mit einem elektrischen Strom versorgt wird, damit er Wärme erzeugt. Weiter berührt der Erwärmer das an der Fläche strömende Fluid und wird durch das Fluid derart gekühlt, dass eine zur Strömungsrate des Fluids entsprechende Variation des Widerstands erfasst wird.
Ein Fluidtemperatur-Sensorelement zum Abtasten einer Temperatur des Fluids ist im Wesentlichen an der Mitte des Hauptdurchgangs außerhalb des Messdurchgangs in einer Nähe des innerhalb des Messdurchgangs angeordneten Strömungsrate-Sensorelements angeordnet. Das Fluidtemperatur-Sensorelement ist durch Schweißen mit zum Hauptdurchgang freigelegten Endabschnitten der Anschlüsse elektrisch verbunden. Die anderen Endabschnitte der Anschlüsse arbeiten ebenso als Verbinderanschlüsse, und andere Teile als die beiden Endabschnitte sind integral mit einem Basisabschnitt ausgeformt.
Die konventionelle Strömungsrate-Messvorrichtung mit dem zuvor erwähnten Aufbau kann die folgenden zwei Effekte vorsehen.

(1) Es ist möglich, das Fluidtemperatur-Sensorelement daran zu hindern, dass es durch sich selbst eine Turbulenz in dem nahe zum Strömungsrate-Sensorelement strömenden Fluid verursacht, weil das Fluidtemperatur-Sensorelement außerhalb des Messdurchgangs angeordnet ist.
(2) Es ist möglich, einen Einfluss von Wärme innerhalb eines Motorraums oder Wärme einer Leiterplatte selbst zu vermeiden, weil das Fluidtemperatur-Sensorelement im Wesentlichen in der Mitte des Hauptdurchgangs angeordnet ist, der von der Innenwand des Rohrs getrennt ist.

Jedoch weist die konventionelle Technik das folgende Problem auf.
Die konventionelle Strömungsrate-Messvorrichtung hat keine Gegenmaßnahme gegen ein Brechen eines Drahtes des Fluidtemperatur-Sensorelements oder eine Deformation oder ein Brechen aufgrund einer externen Kraft, wenn eine Vibration am Rohr aufgebracht wird.
Mit anderen Worten, falls eine Vibration am Rohr aufgebracht wird, wird im Falle der konventionellen Strömungsrate-Messvorrichtung die Strömungsrate-Messvorrichtung derart gerüttelt, dass die Anschlüsse und das Fluidtemperatur-Sensorelement ebenso zusammen gerüttelt werden. Zum Beispiel ist beim Stützaufbau des in 1 der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-8619 gezeigten Fluidtemperatur-Sensorelements einer der Anschlüsse länger als der andere Anschluss Deshalb wird die Vibration des längeren Anschlusses größer als diejenige des kürzeren Anschlusses. Als ein Ergebnis wird eine Biegespannung am Verbinderabschnitt zwischen dem kürzeren Anschluss und dem Fluidtemperatur-Sensorelement konzentriert. Ein Zuleitungsdraht des Fluidtemperatur-Sensorelements ist üblicherweise sehr dünn, wie zum Beispiel wenige hundert Mikrometer. Falls eine solche Biegespannung wiederholt aufgebracht wird, kann der Zuleitungsdraht deshalb gebrochen werden.
Zusätzlich, wenn die Strömungsrate-Messvorrichtung durch das Vorrichtungseinführloch in das Rohr eingeführt wird, könnte das Fluidtemperatur-Sensorelement die Wand des Rohrs derart berühren, dass der Zuleitungsdraht oder der Anschluss des Fluidtemperatur-Sensorelements gebogen oder gebrochen wird.
Wenn die Strömungsrate-Messvorrichtung bedient wird, könnte weiter ein Teil, wo das Fluidtemperatur-Sensorelement angeordnet ist, versehentlich derart gegriffen werden, dass der Zuleitungsdraht oder der Anschluss des Fluidtemperatur-Sensorelements gebogen oder gebrochen wird.
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Strömungsrate-Messvorrichtung bereitzustellen, die sowohl die Messgenauigkeit als auch die mechanische Festigkeit des Fluidtemperatur-Sensorelements verbessern kann.
Eine Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Verbinderabschnitt, der außerhalb eines Hauptdurchgangs angeordnet ist, in dem ein zu messendes Fluid strömt, um ein Signal extern zu senden und zu empfangen; einen Hauptkörperabschnitt, der vom Verbinderabschnitt zu einem Inneren des Hauptdurchgangs verlängert ist; einen Nebendurchgang, der innerhalb des Hauptkörperabschnitts ausgebildet ist, und zu dem ein Teil des durch den Hauptdurchgang strömenden, zu messenden Fluids zum Strömen geleitet wird; ein Strömungsrate-Sensorelement, das innerhalb des Nebendurchgangs angeordnet ist und an einer Fläche hiervon einen Strömungsrate-Erfassungsabschnitt aufweist; einen Steuerkreis, der das Strömungsrate-Sensorelement antreibt und ein Erfassungssignal verarbeitet; ein Paar Metallanschlüsse, von denen jeder einen mit dem Verbinder verbundenen Endabschnitt, einen mit einem den Hauptkörperabschnitt bildenden Harzabschnitt integral ausgeformten eingebetteten Abschnitt, und einen im Hauptdurchgang freigelegten Abschnitt aufweist, die zueinander kaskadenartig verbunden sind; und ein Fluidtemperatur-Sensorelement, das zwischen den freigelegten Abschnitten des Metallanschlüsse-Paars elektrisch verbunden ist und einen Temperatursensorabschnitt zum Abtasten einer Temperatur des zu messenden Fluids aufweist, wobei das Fluidtemperatur-Sensorelement an einer von der Außenwandfläche einer Seitenfläche des Nebendurchgangs getrennten Position angeordnet ist, und der Temperatursensorabschnitt an einer Mitte zwischen dem Metallanschlüsse-Paar angeordnet ist, die um die gleiche Länge im Hauptdurchgang freigelegt sind, oder zwischen Verlängerungslinien hiervon.
Gemäß der Strömungsrate-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Fluidtemperatur-Sensorelement an einer Position angeordnet, die von der Außenwandfläche einer Seitenfläche des Nebendurchgangs getrennt ist, und weiter ist der Temperatursensorabschnitt an der Mitte zwischen dem Metallanschlüsse-Paar angeordnet, welche um die gleiche Länge im Hauptdurchgang freigelegt sind, oder zwischen den Verlängerungslinien hiervon. Somit ist es möglich, die Strömungsrate-Messvorrichtung bereitzustellen, die sowohl eine Messgenauigkeit als auch eine mechanische Festigkeit des Fluidtemperatursensorelements verbessern kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den begleitenden Zeichnungen ist:
1 eine Vorderansicht, die eine Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert, die an einem Rohr eines Verbrennungsmotors installiert ist;
2 eine Rückansicht, die eine Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert, die an einem Rohr des Verbrennungsmotors installiert ist;
3 eine Zeichnung der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, in einer Hauptstromrichtung von stromaufwärts betrachtet;
4 eine Zeichnung der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, in der Einführrichtung des Hauptkörperabschnitts von einem distalen Ende betrachtet;
5 eine erklärende Zeichnung, die eine Deformation der Metallanschlüsse und eines Fluidtemperatur-Abtastelements in der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
6 eine Vorderansicht einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
7 eine Vorderansicht einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
8 eine Rückansicht einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
9 eine Zeichnung, die einen freigelegten Abschnitt des Metallanschlusses einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung illustriert;
10A und 10B eine Rückansicht und eine Zeichnung, die in der Hauptstromrichtung einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung von stromaufwärts betrachtet wird;
11A und 11B eine Rückansicht und eine Zeichnung, die in der Hauptstromrichtung einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung von stromaufwärts betrachtet wird; und
12A und 12B eine Rückansicht und eine Zeichnung, die in der Hauptstromrichtung einer Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung von stromaufwärts betrachtet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Hiernach werden bevorzugte Ausführungsformen der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Darstellungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist eine Vorderansicht, die eine Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert, die an einem Rohr eines Verbrennungsmotors installiert ist. Ein Hauptkörperabschnitt 11 der Strömungsrate-Messvorrichtung 10 wird durch ein Vorrichtungseinführungsloch 2 in ein Rohr 1 eingeführt, und ein Flanschabschnitt 12 von diesem wird am Rohr 1 fixiert. Der Hauptkörperabschnitt 11 ist mit einem Verbinderabschnitt 3, einem Schaltgehäuseabschnitt 14 und einem Nebendurchgang 15 entlang der Einführungsrichtung in das Rohr 1 versehen.
Ein Strömungsrate-Abtastelement 16 mit einem Erfassungsabschnitt 16a an der Fläche hiervon ist innerhalb des Nebendurchgangs 15 angeordnet. Zusätzlich ist eine Schaltplatte 14a im Schaltgehäuseabschnitt 14 aufgenommen, und eine Steuerschaltung zum Antreiben des Strömungsrate-Abtastelements 16 und zum Verarbeiten eines Signals von diesem ist an der Schaltplatte 14a befestigt. Eine Stromversorgung zum Antreiben der Schaltung und eines Strömungsratesignals sind durch einen Verbinderabschnitt 13 extern verbunden.
Der Nebendurchgang 15 weist einen Strömungseinlass 15a und einen Strömungsauslass 15b auf. Der Strömungseinlass 15a weist zur stromaufwärtigen Seite der Hauptstromrichtung 4 des zu messenden Fluids, das im Hauptdurchgang 3 strömt, und der Strömungseinlass 15a ist in der Fläche des Hauptkörperabschnitts 11 geöffnet, die senkrecht zur Hauptstromrichtung 4 ist. Zusätzlich ist der Strömungsauslass 15b in der Fläche des Hauptkörperabschnitts 11 geöffnet, die parallel zur Hauptstromrichtung 4 ist, und senkrecht zur Einführrichtung ist.
Ein Teil des zu messenden Fluids strömt durch den Strömungseinlass 15a derart im Nebendurchgang 15, dass die Strömungsrate hiervon durch den Erfassungsabschnitt 16a des im Nebendurchgang 15 angeordneten Strömungsrate-Abtastelements 16 gemessen wird, und strömt dann durch den Strömungsauslass 15b heraus, damit es dem Hauptstrom beitritt.
2 ist eine Rückansicht, welche die Strömungsrate-Messvorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert, die an einem Rohr 1 eines Verbrennungsmotors installiert ist. Zusätzlich ist 3 eine Zeichnung der Strömungsrate-Messvorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, und zwar in einer Hauptstromrichtung von stromaufwärts betrachtet. Ein Fluidtemperatur-Abtastelement 19 zum Abtasten einer Temperatur des im Hauptdurchgang 3 strömenden Fluids ist an einer Position angeordnet, die sich außerhalb des Nebendurchgangs 15 befindet, und von einer Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 getrennt ist.
Zuleitungsdrähte 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 sind mit freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18, die zum Hauptdurchgang 3 freigelegt sind, durch Schweißen oder ein anderes Verfahren elektrisch verbunden. Es wird hingewiesen, dass jeder der Metallanschlüsse 17 und 18 aus einem mit dem Verbinderabschnitt 13 verbundenen Endabschnitt 17a oder 18a, einem eingebetteten Abschnitt 17c oder 18c, der mit einem Harzabschnitt des Hauptkörperabschnitts 11 integral ausgeformt ist, und dem zum Hauptdurchgang 3 freigelegten Abschnitt 17b oder 18b gebildet wird, die, wie in 3 illustriert, hintereinandergeschaltet verbunden sind.
Dann werden die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 an der zum Hauptstrom gegenüberliegenden Position um die gleiche Länge in der Richtung freigelegt, die senkrecht zur Hauptstromrichtung 4 ist, und parallel zur Einführrichtung des Hauptkörperabschnitts 11 ist. Weiter wird der Temperaturabtastabschnitt 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 an im Wesentlichen der Mitte zwischen den freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 oder zwischen den Verlängerungslinien hiervon angeordnet.
Die Endabschnitte 17a und 18a der Metallanschlüsse 17 und 18 arbeiten im Verbinderabschnitt 13 ebenso als elektrische Verbindungsanschlüsse, so dass sie eine Funktion zum externen Senden und Empfangen eines elektrischen Signals aufweisen. Zusätzlich sind eingebettete Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18 mit einem Harzabschnitt des Hauptkörperabschnitts 11 integral ausgeformt.
4 ist eine Zeichnung einer Strömungsrate-Messvorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, und zwar in der Einführrichtung vom distalen Ende des Hauptkörperabschnitts 11 betrachtet. Die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 sind derart angeordnet, dass die Breitenrichtung hiervon im Wesentlichen parallel zur Hauptstromrichtung 4 wird.
In der Strömungsrate-Messvorrichtung 10 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau ist das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 an einer Position angeordnet, die außerhalb des Nebendurchgangs 15 gelegen ist, so dass das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 selbst keine Turbulenz in dem nahe dem Strömungsrate-Abtastelement 16 strömenden Fluids verursacht. Deshalb kann die Strömungsrate-Messvorrichtung 10 eine Luftströmungsrate korrekt erfassen, ohne durch die Turbulenz beeinflusst zu werden.
Zusätzlich ist das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 ebenso von der Innenwand des Rohrs 1 und des Schaltgehäuseabschnitts 14 getrennt. Somit ist es möglich, die Fluidtemperatur mit geringem Einfluss der Wärme innerhalb des Motorraums und der Wärme der Schaltplatte 14a selbst genauer zu erfassen.
Weiter wird in der Strömungsrate-Messvorrichtung 10 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau eine Deformation der freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 und des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 beschrieben, wenn eine Vibration am Rohr 1 aufgebracht wird. 5 ist eine erklärende Zeichnung, die eine Deformation der Metallanschlüsse und des Fluidtemperatur-Abtastelements in der Strömungsrate-Messvorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert. Es wird angenommen, dass das Rohr 1 in der zur Hauptstromrichtung 4 senkrechten Ebene und in der zur Einführrichtung des Hauptkörperabschnitts 11 senkrechten Richtung gerüttelt wird. In diesem Fall werden gemäß der Vibration die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 und das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 wie in 5 illustriert gerüttelt.
In der vorliegenden Erfindung sind die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 so angeordnet, dass sie um die gleiche Länge zum Hauptstrom freigelegt sind. Weiter ist der Temperaturabtastabschnitt 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 im Wesentlichen in der Mitte zwischen den freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 oder zwischen den Verlängerungslinien hiervon angeordnet. Deshalb werden die freigelegten Abschnitte 17b und 18b in der gleichen Richtung um die gleiche Phase und die gleiche Größe deformiert.
Als ein Ergebnis werden der Temperaturabtastabschnitt 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 und die Zuleitungsdrähte 19b an beiden Seiten hiervon in der gleichen Richtung um die gleiche Phase und die gleiche Größe deformiert. Deshalb wird eine Spannung nicht an einem spezifischen Teil des Zuleitungsdrahts 19b konzentriert, und ein Bruchrisiko des Drahtes aufgrund der Vibration kann vermieden werden.
Zusätzlich sind die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 derart angeordnet, dass die Breitenrichtung hiervon im Wesentlichen parallel zur Hauptstromrichtung 4 wird. Wenn das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 angebunden ist, kann deshalb ein größeres Gebiet der angebundenen Fläche verglichen mit dem Fall gesichert werden, wo die Breitenrichtung der freigelegten Abschnitte 17b und 18b senkrecht zur Hauptstromrichtung 4 ist. Als ein Ergebnis kann die Anbindungsstärke erhöht werden. Auf der anderen Seite, falls die Breitenrichtung der freigelegten Abschnitte 17b und 18 senkrecht zur Hauptstromrichtung 4 ist, ist es notwendig, die Zuleitungsdrähte 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 zum Erhöhen des Gebiets der angebundenen Fläche zu biegen. In diesem Fall wird eine unnötige Spannung an den Zuleitungsdrähten 19b aufgebracht.
Weiter, falls die Breitenrichtung der freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 im Wesentlichen parallel zur Hauptstromrichtung 4 ist, tritt eine Turbulenz im Hauptstrom verglichen mit dem Fall kaum auf, wo sie senkrecht zur selben sind. Als ein Ergebnis wird die Strömungsrate-Messvorrichtung 10 dagegen widerständiger, dass sie durch die Turbulenz im Hauptstrom beeinflusst wird.
Wie zuvor beschrieben ist gemäß Ausführungsform 1 das Fluidtemperatur-Abtastelement an einer Position angeordnet, die von der Außenwandfläche der Seitenfläche des Nebendurchgangs getrennt ist, und weiter ist der Temperatur-Abtastabschnitt an der Mitte zwischen den um die gleiche Länge im Hauptdurchgang freigelegten Metallanschlüssen oder zwischen den Verlängerungslinien hiervon angeordnet. Somit kann sowohl die Messgenauigkeit als auch die mechanische Festigkeit des Fluidtemperatur-Abtastelements verbessert werden. Weiter kann ein Druckverlust, der im freigelegten Abschnitt des Metallanschlusses auftritt, ebenso verringert werden.
Ausführungsform 2
6 ist eine Vorderansicht der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. In 6 sind Abdeckabschnitte des Nebendurchgangs 15 und des Schaltgehäuseabschnitts 14 derart entfernt, dass die Merkmale der Gestalten der Metallanschlüsse 17 und 18 leicht zu verstehen sind. In dieser Ausführungsform 2 weisen die eingebetteten Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18, die mit dem Harzabschnitt des Hauptkörperabschnitts 11 integral ausgeformt sind, eine Mäander-Gestalt (Zick-Zack-Gestalt) auf. Andere Aufbaue sind die gleichen wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Weil die eingebetteten Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18 eine Mäander-Gestalt aufweisen, so dass die Längen hiervon erhöht sind, sind die thermischen Widerstände der Abschnitte erhöht. Somit wird eine Wärme im Motorraum außerhalb des Rohrs 1 kaum über die Metallanschlüsse 17 und 18 zum Fluidtemperatur-Abtastelement 19 übertragen. Als ein Ergebnis kann der Einfluss der Wärme innerhalb des Motorraums auf das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 verringert werden.
Wie zuvor beschrieben ist gemäß Ausführungsform 2 der thermische Widerstand des Metallanschlusses durch seinen Aufbau erhöht, und somit kann der Einfluss von Wärme innerhalb des Motorraums auf das Fluidtemperatur-Abtastelement verringert werden. Als ein Ergebnis kann die Erhöhung der Messgenauigkeit der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Strömungsrate-Messvorrichtung effektiver realisiert werden.
Ausführungsform 3
7 ist eine Vorderansicht der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. In 6 wurden Abdeckabschnitte des Nebendurchgangs 15 und des Schaltgehäuseabschnitts 14 derart entfernt, dass Merkmale der Gestalten der Metallanschlüsse 17 und 18 leicht verstanden werden können. In dieser Ausführungsform 3 weisen die eingebetteten Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18, die mit dem Harzabschnitt des Hauptkörperabschnitts 11 integral ausgeformt sind, eine Breite auf, die zumindest kleiner als die Breiten der freigelegten Abschnitte 17b und 18b ist. Andere Aufbaue sind die gleichen wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Als ein Verfahren zum Erhöhen der thermischen Widerstände der Metallanschlüsse 17 und 18 wird ein Verfahren zum Verringern der Breite hiervon erachtet, so dass ein Wärmeleitungs-Gebiet verringert wird. Falls jedoch die Breite der freigelegten Abschnitte 17b und 18b, die zum Hauptstrom freigelegt sind, verringert ist, wird die mechanische Festigkeit gesenkt. Deshalb können die Breiten der freigelegten Abschnitte 17b und 18b nicht unter eine vorbestimmte Breite zum Erhalten der Festigkeit verringert werden. Auf der anderen Seite sind die eingebetteten Abschnitte 17c und 18c integral mit dem Harzabschnitt des Hauptkörperabschnitts 11 ausgeformt. Deshalb besteht hinsichtlich der Festigkeit kein Problem, falls die Breite hiervon verringert wird.
Deshalb sind in dieser Ausführungsform 3 die Breiten der eingebetteten Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18, die integral ausgeformt sind, verringert, während die Breiten der freigelegten Abschnitte 17b und 18b, die zum Hauptstrom freigelegt sind, erhöht sind, und demnach wird ein thermischer Widerstand der gesamten Metallanschlüsse 17 und 18 erhöht. Durch Erhöhen des thermischen Widerstands auf diese Weise wird eine Wärme im Motorraum außerhalb des Rohrs 1 kaum über die Metallanschlüsse 17 und 18 auf das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 übertragen. Als ein Ergebnis kann der Einfluss der Wärme innerhalb des Motorraums auf das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 verringert werden.
Durch Erhöhen der Breiten der freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18, die zum Hauptstrom freigelegt sind, ist es weiter möglich, die Breite der eingebetteten Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18, die integral ausgeformt sind, zu verringern, während die mechanische Festigkeit der freigelegten Abschnitte 17b und 18b derart erhalten bleibt, dass ein gewünschter thermischer Widerstand erhalten werden kann.
Wie zuvor beschrieben, ist es gemäß Ausführungsform 3 möglich, den gleichen Effekt wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform 2 zu erhalten. Durch Erhöhen der Breite des eingebetteten Abschnitts, um die mechanische Festigkeit zu erhalten, während die Breite des eingebetteten Abschnitts verringert wird, kann der einen gewünschten thermischen Widerstand aufweisende Metallanschluss weiter leicht ausgelegt werden.
Ausführungsform 4
8 ist eine Rückansicht der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform 4 ist einer der eingebetteten Abschnitte 17c und 18c der Metallanschlüsse 17 und 18, zum Beispiel der eingebettete Abschnitt 18c, zur Außenwandfläche 11a des Hauptkörperabschnitts 11 freigelegt, damit er dem zu messenden Fluid gegenüberliegt, das im Hauptdurchgang 3 strömt. Andere Aufbaue sind die gleichen wie diejenigen bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Weil ein Teil des eingebetteten Abschnitts 18c des Metallanschlusses 18 zu dem zu messenden Fluid freigelegt ist, kann eine Wärme, die über den Metallanschluss 18 zum Fluidtemperatur-Abtastelement 19 übertragen wird, durch die Wärmeübertragung mit dem Hauptstrom auf den Hauptstrom verteilt werden. Somit ist es möglich, den Einfluss der Wärme innerhalb des Motorraums oder der Wärme von der Schaltplatte 14a auf das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 zu verringern.
Wie zuvor beschrieben ist gemäß Ausführungsform 4 ein Teil des eingebetteten Abschnitts 18c des Metallanschlusses zu dem zu messenden Fluid freigelegt. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen Einfluss der Wärme innerhalb des Motorraums oder der Wärme von der Schaltplatte auf das Fluidtemperatur-Abtastelement zu verringern, und die Verbesserung der Messgenauigkeit der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Strömungsrate-Messvorrichtung kann effizienter realisiert werden.
Es ist zu beachten, dass bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform 4 der Aufbau von lediglich einer der eingebetteten Abschnitte zum Hauptstrom freigelegt ist. Dies liegt darin begründet, dass, falls beide der eingebetteten Abschnitte zum Hauptstrom freigelegt sind, die Metallanschlüsse aufgrund von Feuchtigkeit oder leitendem Staub miteinander kurzgeschlossen werden können. Weil deshalb das Risiko des Kurzschlusses durch bestimmte Mittel vermieden werden kann, ist es möglich, einen Aufbau, bei dem beide Metallanschlüsse zum Hauptstrom freigelegt sind, anzuwenden.
Ausführungsform 5
9 ist eine Zeichnung, welche die freigelegten Abschnitte 17b oder 18b des Metallanschlusses 17 oder 18 der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung illustriert. In dieser Ausführungsform 5 sind distale Enden der freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 mit abgekanteten Anschlüssen 17d und 18d versehen. Die Zuleitungsdrähte 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 werden in die abgekanteten Abschnitte 17d und 18d eingeführt, und werden an denselben durch Zusammendrücken und Schweißen angebunden.
Mit diesem Anbindungsaufbau kann ein Risiko, dass das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 herausfällt, beim Schweißverlauf, oder wenn es am Motor befestigt wird, vermieden werden. Weiter sind sie derart angebunden, dass die abgekanteten Abschnitte 17d und 18d den Zuleitungsdraht 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 umgeben. Deshalb kann das Gebiet der angebundenen Fläche erhöht werden, und demnach kann die Anbindungsfestigkeit verbessert werden.
Wie zuvor beschrieben, sind gemäß Ausführungsform 5 die abgekanteten Abschnitte an den distalen Enden der freigelegten Abschnitte der Metallanschlüsse ausgebildet, und die Zuleitungsdrähte des Fluidtemperatur-Abtastelements werden in die abgekanteten Abschnitte eingeführt, damit sie angebunden werden. Als ein Ergebnis kann die Verbesserung der mechanischen Festigkeit der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Strömungsrate-Messvorrichtung effizienter realisiert werden.
Ausführungsform 6
10A und 10B sind eine Rückansicht und eine von stromaufwärts in der Hauptstromrichtung 4 betrachtete Zeichnung der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform 6 ist ein erstes Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20a, das ein haubenartiger Vorsprung ist, an der Außenwandfläche 15c der Seitenwand des Nebendurchgangs 15 am distalen Ende des Hauptkörperabschnitts 11 in der Einführrichtung als die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 ausgebildet.
Die Höhe des ersten Deformationsverhinderungsaufbaubauteils 20a in der zur Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 senkrechten Richtung (d. h., der „H1” in 10B entsprechenden Höhe) ist gleich oder größer als die Höhe des Temperaturabtastabschnitts 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 in der gleichen Richtung. Andere Aufbaue sind die gleichen wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Wie in 10 illustriert, ist in dieser Ausführungsform 6 das haubenartige erste Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20a an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 am distalen Ende des Hauptkörperabschnitts 11 in der Einführrichtung als die freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 ausgebildet. Dieses erste Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20a kann das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 daran hindern, dass es die Wand des Rohrs 1 berührt, wenn die Strömungsrate-Messvorrichtung 10 durch das Vorrichtungseinführloch 2 in das Rohr 1 eingeführt wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Risiko des Biegens der Zuleitungsdrähte 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 oder der freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18, oder des Brechens des Temperatur-Abtastabschnitts 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 zu vermeiden.
Wie zuvor beschrieben kann gemäß Ausführungsform 6, weil das erste Deformationsverhinderungsaufbaubauteil vorgesehen ist, eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Strömungsrate-Messvorrichtung effizienter realisiert werden.
Ausführungsform 7
11 ist eine Rückansicht und eine von stromaufwärts in der Hauptstromrichtung 4 betrachtete Zeichnung der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform 7 sind zweite Deformationsverhinderungsaufbaubauteile 20b an einem den freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 gegenüberliegenden Abschnitt an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 ausgebildet, und an einem dem Temperaturabtastabschnitt 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 gegenüberliegenden Abschnitt an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15. Weitere Aufbaue sind die gleichen wie die in der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Wie in 11 illustriert, sind in dieser Ausführungsform 7 die zweiten Deformationsverhinderungsaufbaubauteile 20b an einem den freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 gegenüberliegenden Abschnitt an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 ausgebildet, und an einem dem Temperaturabtastabschnitt 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 gegenüberliegenden Abschnitt an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15. Die zweiten Deformationsverhinderungsaufbaubauteile 20b können die freigelegten Abschnitte 17b und 18b und den Zuleitungsdraht 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 daran hindern, dass sie deformiert werden, wenn eine Vibration oder eine externe Kraft an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 in der zu der Fläche senkrechten Richtung aufgebracht wird.
Wie zuvor beschrieben kann gemäß Ausführungsform 7, weil das zweite Deformationsverhinderungsaufbaubauteil vorgesehen ist, eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Strömungsrate-Messvorrichtung effizienter realisiert werden.
Es ist zu beachten, dass 11 drei kuppelartige zweite Deformationsverhinderungsaufbaubauteile 20b zeigt, jedoch die Anzahl und die Gestalt hiervon nicht begrenzt sind. Solange sie als die.
Deformationsverhinderungsaufbaubauteile fungieren, kann eine andere Anzahl und eine andere Gestalt vorgesehen werden. Zusätzlich ist es auch möglich, das zuvor in Ausführungsform 6 beschriebene erste Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20a zusammen mit dem zweiten Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20b dieser Ausführungsform 7 einzusetzen.
Ausführungsform 8
12A und 12B sind eine Rückansicht und eine von stromaufwärts in der Hauptstromrichtung 4 betrachtete Zeichnung der Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform 8 ist ein Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20c in der Region an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 zwischen den freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 ausgebildet. Die Höhe des Deformationsverhinderungsaufbaubauteils 20c in der zur Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 senkrechten Richtung (d. h., der zu in 12B illustrierten „H2” entsprechenden Höhe) ist gleich oder größer als die Höhe des Temperatur-Abtastabschnitts 19a des Fluidtemperatur-Abtastelements 19. Weitere Aufbaue sind die gleichen wie diejenigen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Wie in 12 illustriert, ist in dieser Ausführungsform 8 ein Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20c in der Region an der Außenwandfläche 15c der Seitenfläche des Nebendurchgangs 15 zwischen den freigelegten Abschnitten 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18 ausgebildet. Weil dieses Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20c vorgesehen ist, ist es möglich, ein Risiko des Verbiegens des Zuleitungsdrahtes 19b des Fluidtemperatur-Abtastelements 19 oder der freigelegten Abschnitte 17b und 18b der Metallanschlüsse 17 und 18, oder ein Brechen hiervon durch versehentliches Greifen des Teils, wo das Fluidtemperatur-Abtastelement 19 angeordnet ist, zu verhindern, wenn die Strömungsrate-Messvorrichtung 10 bedient wird.
Wie zuvor beschrieben, kann gemäß Ausführungsform 8, weil das dritte Deformationsverhinderungsaufbaubauteil vorgesehen ist, eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Strömungsrate-Messvorrichtung effizienter realisiert werden.
Es ist zu beachten, dass es möglich ist, das zuvor in Ausführungsform 6 beschriebene erste Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20a oder das zuvor in Ausführungsform 7 beschriebene zweite Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20b zusammen mit dem dritten Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20c dieser Ausführungsform 8 einzusetzen. Weiter ist es möglich, sowohl das erste Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20a, das zweite Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20b und das dritte Deformationsverhinderungsaufbaubauteil 20c einzusetzen.
Zusätzlich werden die Fälle, wo die konkreten Aufbaue der obigen Ausführungsformen 2 bis 8 mit dem Aufbau der Ausführungsform 1 kombiniert werden, zuvor beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, eine der Aufbaue der Ausführungsformen 1 bis 8 mit einer oder mehreren Aufbauen der Ausführungsformen 2 bis 8 derart zu kombinieren, dass ähnliche Effekte erhalten werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-8619 [0002, 0008]

Claims

Strömungsrate-Messvorrichtung, umfassend: einen Verbinderabschnitt (13), der außerhalb eines Hauptdurchgangs angeordnet ist, in dem ein zu messendes Fluid strömt, zum externen Senden und Empfangen eines Signals, einen Hauptkörperabschnitt (11), der vom Verbinderabschnitt (13) zu einem Inneren des Hauptdurchgangs verlängert ist, einen Nebendurchgang (15), der innerhalb des Hauptkörperabschnitts (11) ausgebildet ist, und zu dem ein Teil des im Hauptdurchgang strömenden, zu messenden Fluids geleitet wird, ein Strömungsrate-Sensorelement (16), das innerhalb des Nebendurchgangs (15) angeordnet ist und an einer Fläche hiervon einen Strömungsrate-Erfassungsabschnitt aufweist, einen Steuerkreis (14a), der das Strömungsrate-Sensorelement (16) antreibt und ein Erfassungssignal verarbeitet, ein Paar Metallanschlüsse (17, 18), von denen jeder einen mit dem Verbinder verbundenen Endabschnitt (17a, 18a), einen mit einem den Hauptkörperabschnitt (11) bildenden Harzkörper integral ausgeformten, eingebetteten Abschnitt (17c, 18c) und einen im Hauptdurchgang freigelegten Abschnitt (17b, 18b) aufweist, und ein Fluidtemperatur-Sensorelement (19), das zwischen den freigelegten Abschnitten (17b, 18b) des Paars der Metallanschlüsse elektrisch verbunden ist und einen Temperatursensorabschnitt (19a) zum Abtasten einer Temperatur des zu messenden Fluids aufweist, bei der: das Fluidtemperatur-Sensorelement (19) an einer von der Außenwandfläche (15c) einer Seitenfläche des Nebendurchgangs getrennten Position angeordnet ist, und der Temperatursensorabschnitt (19a) an einer Mitte zwischen dem um die gleiche Länge im Hauptdurchgang freigelegten Paar der Metallanschlüsse (17, 18) oder zwischen Verlängerungslinien hiervon angeordnet ist.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die freigelegten Abschnitte (17b, 18b) des Paars der Metallanschlüsse derart ausgebildet sind, dass eine Breitenrichtung hiervon parallel zu einer Strömungsrichtung des im Hauptdurchgang strömenden, zu messenden Fluids ist.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die eingebetteten Abschnitte (17c, 18c) des Paars der Metallanschlüsse eine Mäander-Gestalt aufweisen.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein Teil der eingebetteten Abschnitte (17c, 18c) des Paars der Metallanschlüsse zur Außenwandfläche (11a) des Hauptkörperabschnitts freigelegt ist, damit er dem im Hauptdurchgang strömenden, zu messenden Fluid gegenüberliegt.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Breiten der eingebetteten Abschnitte (17c, 18c) des Paars der Metallanschlüsse kleiner sind als zumindest die Breiten der freigelegten Abschnitte (17b, 18b) der Metallanschlüsse.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die freigelegten Abschnitte (17b, 18b) des Paars der Metallanschlüsse umgebogene Abschnitte am Endabschnitt hiervon aufweisen, damit sie die Zuleitungsdrähte des Fluidtemperatur-Sensorelements (19) umgeben, um diese hierzu anzubinden.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend ein Deformationsverhinderungsaufbaubauteil zum Verhindern einer Deformation oder eines Brechens von zumindest einem der freigelegten Abschnitte (17b, 18b) des Paars der Metallanschlüsse und vom Fluidtemperatur-Sensorelement (19), wobei das Deformationsverhinderungsaufbaubauteil an der Außenwandfläche (15c) der Seitenfläche des Nebendurchgangs an einer Seite ausgebildet ist, wo das Fluidtemperatur-Sensorelement (19) angeordnet ist.
Strömungsrate-Messvorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der das Deformationsverhinderungsaufbaubauteil ein an der Außenwandfläche (15c) der Seitenfläche des Nebendurchgangs in einer Nähe der freigelegten Abschnitte (17b, 18b) des Paars der Metallanschlüsse ausgebildeter Vorsprung ist.